電氣工程及其自動化技術的設計與應用研究

摘要：隨著科學技術的不斷發展，高科技設備、通信技術和發達的網絡系統都在推動著自動化的發展，通過提高自動化程度可以有效的提高電氣工程的工作效率，使生產和生活都變得更加的便捷，為電氣工程的發展打下了良好的基礎，電氣自動化的發展和在各個領域的越來越廣泛的運用，現在常用的自動檢測系統、自動控制系統、自動調節系統以及自動管理系統等都是以電氣自動化技術為主要技術，能夠更大程度的提高電氣設備的安全性可靠性。本文對電氣工程及其自動化技術的設計與應用進行了分析和探討。

關鍵詞：電氣工程;自動化;技術;應用

1 引言

電氣自動化是指機械設備或者生產管理過程進行自動化數據分析和處理的操作過程，在運行過程中沒有人的直接參與，并且電氣自動化技術涉及面廣，包括電氣設備、電氣技術以及電力自動化等方面，隨著自動化產業的不斷深化與發展，電氣系統的設計、安裝、調試以及后期維護等必然使得電氣自動化的應用越來越廣泛。

2 電氣自動化發展現狀

伴隨著工業化進程的不斷加快和人們生活的不斷提高，對電能供應的“安全、環保、優良、可靠”等各項指標的要求也越來越高。相對的，對自動化技術也提出了更高的要求和標準。當今電氣工程中自動化技術正逐步走向以下趨勢：

（1）從輸電、發電自動化走向輸電、發電、配電自動化進行全面的發展。

（2）柔性交流輸電技術（（FACTS）的發展進一步的提高了在輸電和配電方面的自動化水平。

（3）先進的管理和控制軟件的應用當前，計算機控制系統在國內的電場中取得了廣泛的應用，并極大的刺激了電廠的自動化技術的發展。但是，計算機控制系統的潛在力量并沒有完全的被發掘出來，因此，我們應該汲取國外先進的經驗技術，積極研發出適合本國電力行業中所需要的先進管理措施和控制軟件，從而充分的發揮目前計算機控制系統所具備的一切功能。目前國外管理和控制軟件有兩大類別，其中一種是偏重于實時的控制功能，主要是針對機組負荷變化進行監測控制;另外的一種則是傾向于系統的分析和管理的能力以及運行的經濟性。在開發的過程中，可以根據實際的發展需要，對這兩類軟件進行擇優選擇。

3 電氣自動化技術的新發展

電子技術在不斷地發展，所以電子元件也在不斷地更新，導致電路的形式也發生了一定程度的變化，就目前來說，電氣自動化的變換器電路朝著低頻向高頻的方向發展。隨著電子元件的不斷完善，電力系統在運行功率方面提高了很多，它改善了原有的電流替換的形式，但是卻產生了更大程度震動噪音。目前有人研發的能夠實現使電子器件功能的靈活轉換的一種逆變器，不僅降低了系統的運行成本，還改變了以往的電氣系統運行方式，互補了以上的缺點。

隨著電氣自動化技術的不斷發展，用交流電來調控速度的控制理論也日趨成熟，它和直流電動機的控速原理大同小異，通過對轉矩分量和磁場分量的控制，簡化了繁雜麻煩的矢量變化、簡化了復雜的電動模型，具有控制性強，速度快等優勢。

電氣自動化是一種靈沽性很強、覆蓋范圍廠泛的高科技技術，具有非常廣闊的前景，就目前的情況分析，電氣自動化不僅可以和許許多多的新興科技成果相互結合起來，把它們相互結合并開創并投入到技術創新的實踐過程中去，而且電氣自動化的系統結構和形式也在不斷地優化與完善，我們可以通過建立通用的電氣自動化系統結構、規劃標準的接口程序系統等，使電氣的自動化在電氣工程中的運用越來越趨向于專業化的發展，使電氣自動化融入到電氣工程中。隨著科學技術的不斷發展，我們研究的對象范圍也更加廣泛，這勢必導致我們即將會獲得新的收獲和發展，在不久的日子后，我們會迎來具有高科技含量的電力系統。

4 現代電氣工程中電氣自動化的應用分析

4.1 在發電廠分散測控中的運用

分散測控系統是發電廠的重要組成之一，其核心為微處理機，過程控制主要通過計算機完成即通過計算機系統實現對生產單元的熱電阻等信號以及相應單元的監控和處理、并實現對一些數據的必要處理，從而完成對發電廠生產過程的實時監控，確保發電廠產品生產的安全。發電廠分散測控系統中電氣自動化主要依靠分層結構，分層結構部分包括工作站、以太網、過程控制以及數據高速通訊網等分單元工作站主要提供計算機和人工兩個接口，相對應的則存在工程師工作站與運行員工工作站，其中工程師工作站設置控制和維護工作，而員工工作站則負責配合收集數據以及傳遞命令的工作，兩者相互協調，共同保障發電廠分散測控系統的正常運行。使用電氣自動化能夠實現整個生產過程的直接測控，從而保障整個分散測控系統的正常運行，達到安全運行監控的目的

4.2 變電站中的電氣自動化技術

變電站中自動化技術主要是實現變電站的自動化管理、自動化技術的出現實現了管理的智能化，取代了人工管理，實現了管理效率的提高。目前，自動化在變電站中的應用主要體現在其自動監控系統與測量系統上、實現變電站的自動化和智能化的管理是其發展的必然趨勢，也是科技不斷進步的必然成果。

4.3 電網調度中的電氣自動化

電網調度的自動化主要是通過它的服務器和相對應的自動化系統實現的。主要功能包括：通過經濟調度確保整個電網的穩定和安全運行;通過計算機系統收集相關運行數據，實現對電網調度運行狀況的監控，從而查找并處理相關故障。

5 電氣自動化的發展趨勢探析

5.1智能電力互感器的出現

隨著電力技術的發達，電力互感器的智能化將會得以實現電力互感器的主要作用是將電壓和電流降低到可應用范圍，但是目前，這個過程還不能完全實現智能化，而且還存在著一定的問題。所以，如何實現電力互感器的智能化成為了未來電力自動化發展的趨勢。

5.2電力一次設備的智能化

主要體現在其結構設計上和其檢測功能上首先，傳統的電力設備之間依靠大電流電纜進行連接，安全系數不高，也給管理帶來諸多不便。然而當電力一次設備實現智能化后，從結構上做了調整，減短了連接電纜的長度，提高了安全系數;其次，電力系統設備在線檢測的實現，可以讓我們及時發現一次設備中的故障，這樣就確保其安全運行，提高其工作效率和使用壽命。當然，在電力一次性設備的智能化過程還存在很多問題等待我們去一一解決，但是相信隨著科技的進步，電力一次設備的智能化必將得以實現。

6.結語

本文簡要地概括了電氣自動化技術的原理和電氣自動化實施的基本條件，闡述了電氣自動化在電氣工程中的運用，同時介紹了一種新的電氣自動化設計方案，以及今后該產業的發展方向和展望電氣自動化技術體現了現代科學技術和社會經濟的極大進步，在電氣工程的發展中具有很大的推動作用。設計人員需要考慮到具體的現場使用因素，不斷改進傳統的電氣設備系統的弊端，針對自動化和網絡化，不斷完善電氣自動化的設計，增強系統設計的嚴密性和邏輯性，同時，電氣工程師需要進一步研究和探索電氣裝置運行的規律，提高電氣工程系統的實用性和效率，不斷完善電氣自動化裝置，促進生產效率的改善。當前的社會經濟與科技的發展也表明了電氣自動化具有很大的發展空間，特別是一些高新技術產業的發展離不開電氣自動化的推動，隨著電氣自動化技術的不斷深化與發展，電氣自動化的運用將會更加的廣泛。

參考文獻：

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